一种高电子迁移率晶体管结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子元器件领域，尤其涉及一种高电子迀移率晶体管结构。
【背景技术】
[0002]GaN HEMT结构，是化合物半导体产品类别中重要的功率器件，应用于电动汽车，电力传输开关，太阳能逆变器，工业马达驱动等，通常使用于高压环境，在使用时常因突波或浪涌(Surge)产生的器件过电压(Over Stress)或雪崩崩溃现象(Avalanche Break Down),而使器件失效的情形。一般解决的方法为延长器件集极端与闸极端的距离，来增加器件的耐压能力，但因此增加大量的芯片面积，而导致成本大幅增加。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种高电子迀移率晶体管结构，旨在解决氮化镓材料作成高电子迀移率晶体管在使用时因突波或浪涌产生的器件过电压或雪崩崩溃现象而使器件失效的问题。
[0004]本发明是这样实现的，一种高电子迀移率晶体管结构包括一颗氮化镓材料作成的氮化镓晶体管，及一颗双向高压导通保护二极管;所述氮化镓晶体管与所述双向高压导通保护二极管合封于单一封装体内。
[0005]进一步，所述双向高压导通保护二极管外挂所述氮化镓晶体管的源极与集极，作为氮化镓晶体管外挂的保护电路。
[0006]进一步，所述双向高压导通保护二极管由反向偏置耐高压的二级管组成，材料为SiC或GaN。
[0007]进一步，所述双向高压导通保护二极管的崩溃电压低于所述氮化镓晶体管的崩溃电压，以避免氮化镓提前崩溃造成器件损坏的情形。
[0008]本发明在使用时，遇到突波或浪涌，产生了额外的过电压，在损害功率器件之前，启动了双向高压导通保护二极管保护机制，将额外电流导出，进而保护了氮化镓晶体管，可解决氮化镓材料作成氮化镓晶体管在使用时因突波或浪涌产生的器件过电压或雪崩崩溃现象而使器件失效的问题。
【附图说明】
[0009]图1是本发明实施例提供的传统氮化镓晶体管因突波或浪涌产生的器件过电压或雪崩崩溃现象而失效的原理图；
[0010]图2是本发明实施例提供的结合双向高压导通保护二极管与氮化镓晶体管的电路示意图；
[0011]图3和图4是本发明实施例提供的透过双向高压导通保护二极管将电荷引流而对氮化镓晶体管保护的原理图；
[0012]图5是本发明实施例提供的氮化镓晶体管与双向高压导通保护二极管合封于单一封装体内的结构示意图；
[0013]图中:1、氮化镓晶体管；2、突波/浪涌；3、失效点；4、闸极;5、源极;6、集极;7、双向高压导通保护二极管;8、第一端电极;9、第二端电极；10、单一封装体；11、集极焊垫；12、闸极焊垫；13、源极焊垫。
【具体实施方式】
[0014]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
[0015]请参阅图1至图5:
[0016]—种高电子迀移率晶体管结构包括一颗氮化镓材料作成的氮化镓晶体管I，及一颗双向高压导通保护二极管7;所述氮化镓晶体管I与所述双向高压导通保护二极管7合封于单一封装体10内。
[0017]进一步，所述双向高压导通保护二极管7外挂所述氮化镓晶体管的源极与集极，作为氮化镓晶体管I外挂的保护电路。
[0018]进一步，所述双向高压导通保护二极管7由反向偏置耐高压的二级管组成，材料为SiC或GaN。
[0019]进一步，所述双向高压导通保护二极管7的崩溃电压低于所述氮化镓晶体管I的崩溃电压，以避免氮化镓提前崩溃造成器件损坏的情形。
[0020]图1示出了传统氮化镓晶体管I因突波/浪涌2产生的器件过电压或雪崩崩溃现象，而使器件失效的电路示意图；
[0021]如图2所示，分别将具有闸极4，源极5，集极6三端的氮化镓晶体管，及具有第一端电极8、第二端电极9的双向高压导通保护二极管7，结合成如图2所示的电路图。
[0022]如图3和图4所示，当器件在使用时，遇到突波或浪涌，产生了额外的过电压，在损害功率器件之前，启动了双向高压导通保护二极管7保护机制，将额外电流导出，进而保护了氮化镓晶体管I。
[0023]如图5所示，将此氮化镓晶体管I与保护二极管7合封于具有集极焊垫11，闸极焊垫12，源极焊垫13的单一封装体1内，而完成完整氮化镓晶体管功率器件。
[0024]本发明另一实施例为将双向高压导通保护二极管7外挂于氮化镓晶体管的源极与集极(独立封装)，作为于此氮化镓晶体管外挂的保护电路。
[0025]本发明在使用时，遇到突波或浪涌，产生了额外的过电压，在损害功率器件之前，启动了双向高压导通保护二极管保护机制，将额外电流导出，进而保护了高电子迀移率功率晶体管，可解决氮化镓材料作成高电子迀移率晶体管在使用时因突波或浪涌产生的器件过电压或雪崩崩溃现象而使器件失效的问题。
[0026]以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种高电子迀移率晶体管结构，其特征在于，所述的高电子迀移率晶体管结构包括一颗氮化镓材料作成的氮化镓晶体管，及一颗双向高压导通保护二极管;所述氮化镓晶体管与所述双向高压导通保护二极管合封于单一封装体内。2.如权利要求1所述的高电子迀移率晶体管结构，其特征在于，所述双向高压导通保护二极管外挂所述氮化镓晶体管的源极与集极，作为氮化镓晶体管外挂的保护电路。3.如权利要求1所述的高电子迀移率晶体管结构，其特征在于，所述双向高压导通保护二极管由反向偏置耐高压的二级管组成，材料为SiC或GaN。4.如权利要求1所述的高电子迀移率晶体管结构，其特征在于，所述双向高压导通保护二极管的崩溃电压低于所述氮化镓晶体管的崩溃电压，以避免氮化镓提前崩溃造成器件损坏的情形。
【专利摘要】本发明公开了一种高电子迁移率晶体管结构，包括一颗氮化镓材料作成的氮化镓晶体管，及一颗双向高压导通保护二极管；所述氮化镓晶体管与所述双向高压导通保护二极管合封于单一封装体内。本发明在使用时，遇到突波或浪涌，产生了额外的过电压，在损害功率器件之前，启动了双向高压导通保护二极管保护机制，将额外电流导出，进而保护了氮化镓晶体管，可解决氮化镓晶体管在使用时因突波或浪涌产生的器件过电压或雪崩崩溃现象而使器件失效的问题。
【IPC分类】H01L25/18, H01L29/778
【公开号】CN105609553
【申请号】CN201610171256
【发明人】陈伟梵, 张明伦
【申请人】昆山永续智财技术服务有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年3月23日